直流电源系统应用与实践——直流电源系统综述

摘要：直流电源体系是变电站正常安全运转的重要保障，运转人员必须加强对该体系每一部件的日常运转保护，介绍了蓄电池、直流电源柜的作业原理，从原理动身分析了各部分的日常运转保护。

关键词：变电站；直流电源；原理；保护

直流电源体系是各级变电站保证继电保护、主动装置和断路器不间断正确动作的必备部件;特别是蓄电池，平常处于浮充电备用状况，当沟通失电或直流体系毛病时向直流电机、电磁组织、保护装置、操控、通讯、主动化和照明等负荷提供能量，保证设备持续正常动作，确保电站安全度过毛病期。现在咱们选用的蓄电池主要有阀控式免保护蓄电池以及镍镉蓄电池;这2种不同类型的蓄电池在作业原理以及日常保护办法上都有很大的不同，本文将别离加以介绍。

1阀控式铅酸免保护蓄电池

阀控式铅酸蓄电池具有密封程度高、体积小、自放电系数小、大电流放电特性好、运用寿数长和保护作业量小等特色，在变电站直流体系中广泛应用。

1.1作业原理

阀控式铅酸蓄电池主要由正负极板群、电解液、隔板、电池槽盖、安全阀和极柱端子等零部件组成。正、负极板都由板栅和活性物质构成，其中正极板上的活性物质是棕色的二氧化铅PbO2，负极板上的活性物质为深灰色的海绵状纯铅Pb。电解液是用蒸馏水H2O和纯硫酸H2SO4按一定的份额配成的。在结构上，阀控式铅酸蓄电池的负极极板比正极极板多一块，正极容量相对过剩。

1.2日常保护

阀控式铅酸蓄电池正常运转时不须对电解液进行检测和调酸加水，所以被称为“免保护”蓄电池，但运转人员不能被“免保护”这一词误导，而放松对阀控式蓄电池的日常保护和办理，不然会形成巨大损失。依据阀控式铅酸免保护蓄电池的作业原理以及影响其寿数的主要因素，在日常保护中主要应留意以下几个方面。

(1)新电池的运用与保护新电池投产运转前应认真记载每只单体电池的电压和内阻数据，作为原始材料妥善保存，以后每运转半年，需将运转的数据与原始数据进行比较，如发现异常情况应及时进行处理。

(2)在线蓄电池的充电保护蓄电池投入运用后，应按有关电池厂商的充电要求进行蓄电池充电参数的设置。

(3)定时保护措施定时测试并记载蓄电池单体电压及终端电压、检查蓄电池的连接导线，螺栓是否松动或腐蚀污染、检查蓄电池的外观有无异常变形和发热等。

2镍镉碱性蓄电池

镍镉蓄电池因为保护作业量相对较大，运用中会产生“爬碱”现象影响绝缘等原因，逐步被阀控式免保护蓄电池所替代，但是这种当电池的运用成本较低、耐过程性能及快充性能良好，并且循环寿数长，因此现在依然在变电站直流体系中依然占有一定比重。

2.1作业原理

充电时，镍镉蓄电池内部正负极的物质产生还原反应把电能转换成化学能贮存起来;放电时，电池内部产生氧化反应，把贮存的化学能转变为电能而输出;因为两电极所产生的电化学反应是可逆的，从而电池就可以反复运用。蓄电池充放电过程中不用耗电解液，但电极在运转时会吸收或释放水，充电时化学反应释放出水电解液面上升，放电时化学反应吸收水电解液面下降。另外，因为所选用的电解液易挥发，因此实际上电解液是在不断耗费的。

2.2日常保护

现在新投运或经过改造的变电站，一般都选用保护作业量较小的阀控式免保护蓄电池，而那些选用镍镉碱性蓄电池的变电站大多已投运多年，因此对这些镍镉蓄电池的运转保护必须愈加细心。留意事项如下。

(1)活化假如镍镉碱性蓄电池长期浮充不进行电流的大放大充，容量会不均或缺乏，但不是寿数的终止。为保证电池牢靠作业并延伸寿数，每年最少应活化一次，办法是以4h制电流放电，然后以相同的电流充、放电循环一次，从头充电即可投运。

(2)运转保护蓄电池在运转中禁止金属用具与正负极一起相接，以防短路烧损;禁止与酸性物质接触;常常坚持电池外壳、盖、板柱及紧固件的清洁，如发现电解液“爬碱”现象，要及时整理，以免影响直流母线绝缘。

3直流屏

3.1作业原理

直流电源柜的品种有很多，本文以35kV变电站中常见的GZDW系列智能高频开关直流电源柜为例加以说明，该直流电源柜由高频开关电源模块、PLC操控器、会集参数操控器、蓄电池组、监测回路、保护装置和输出回路等体系构成。GZDW系列智能高频开关直流电源柜构成如图1所示。

图1高频开关直流电源柜结构图

正常情况下，高频开关电源模块作业在浮充状况，输出电压为设定的浮充电压，经降压后向操控母线供电，一起还对电池进行浮充电;模块的输出电流有一个上限，当负荷需求较大电流时模块输出的不行部分电流由电池弥补。

会集参数操控器能对蓄电池的充电过程完结全面办理主动完结恒流主充电、均充及浮充电的主动转换;经过它可设定所需的浮充电压、均充电压、均充时间、充电电流和整机限流值等，能对充电单体模块的运转状况进行会集操控。

3.2微机监控器

微机型的直流电源体系都具有微机监控器，其人机交互的规划给运转作业带来了很大便利。

(1)监督功用显现直流体系各重要数据指标，比方监督三相沟通输入电压值和是否缺相;监督直流母线的电压值是否正确，蓄电池充电进线和浮充电流是否正常等。

(2)自确诊和显现功用微机监控器能确诊内部的电路毛病和不正常的运转状况，并能发出声光报警;微机监控器能操控显现器，显现各种参数，并能经过整定输入键整定或修正各种运转参数。

(3)操控功用操控充电装置主动进行恒流限压充电-恒压充电-浮充电-进入正常运转状况。微机监控器是反映整个直流电源体系作业状况的主要窗口，运转人员每次巡视变电站时，必须密切留意微机监控器的运转保护，

(4)运转中的操作和监督微机监控器是依据直流电源装置中蓄电池组的端电压值、单体电池的电压值、充电装置的沟通输入电压值和直流输出电压值等数据来进行操控的，运转人员可以经过微机的键盘或按钮来整定和修正运转参数，在运转现场的直流电源柜上有微机监控器的液晶显现板或荧光屏，全部运转中的参数都能加以监控。

结束语

对直流电源体系的运转保护，是中心站运转人员作业的重中之重。运转人员必须把握直流电源体系各部分的作业原理，这样才能更好地做好直流电源体系的运转保护作业，保证安全供电。